Katal
Härledd SI-enhet · storhet: katalytisk aktivitet
01 · Definition
Katalen är SI:s yngsta enhet: den antogs 1999, femtio år efter newton och nästan ett sekel efter de första försöken att mäta enzymer. Den är också den enda enhet som införts inte av fysiker utan på begäran av kliniker.
En katal är omvandlingen av en mol ämne per sekund. Enheten beskriver inte mängden enzym utan den hastighet med vilken det arbetar: två prover med samma massa kan skilja sig flera gånger i aktivitet om det ena delvis denaturerats. Storheten är enorm för biokemin — verkliga värden ligger i mikro- och nanokatal, och kliniska analyser använder katal per liter. Före katalen använde biokemister «enheter» U: mikromol per minut, och övergången till SI tog två decennier, eftersom alla referensintervall måste skrivas om.
Ett och samma enzym ger olika katal vid olika temperatur, pH och substratkoncentration. Därför anges aktiviteten alltid med mätbetingelserna: 37 °C, pH 7,4, substrat i överskott.
02 · Omräkning
Ange en aktivitet — bladet räknar om den
Enheten U — en mikromol per minut — förblir de facto-standard i reagenskataloger och vetenskapliga artiklar. Ett U är 16,67 nanokatal, ett obekvämt tal, och redan det har hållit tillbaka övergången i ett kvarts sekel.
En aktivitet utan angivna betingelser är ett meningslöst tal. I klinisk biokemi är standarden 37 °C och fysiologiskt pH; vid 25 °C ger samma enzym hälften så många katal.
| Enhet | Namn | Värde | Var den förekommer |
|---|---|---|---|
| kat | katal, SI-enheten | 1·10⁻⁶ | industri, fermentering |
| mkat | millikatal | 0,001 | enzympreparat |
| µkat | mikrokatal | 1 | kliniska analyser |
| nkat | nanokatal | 1000 | provrör, spårmängder |
| pkat | pikokatal | 1 000 000 | känslighetsgränsen |
| µmol/s | mikromol per sekund | 1 | samma som µkat |
| U | aktivitetsenhet, mikromol per minut | 60 | provsvar, reagens |
| mU | millienhet | 60 000 | svaga aktiviteter |
| kU | kiloenhet | 0,06 | förpackning av enzymer |
| mol/min | mol per minut | 6·10⁻⁵ | gamla protokoll |
| kat | katal | 1·10⁻⁶ | dagens enhet |
Enheten U håller sig kvar i laboratorierna därför att en övergång till katal kräver att referensintervallen fastställs på nytt för varje enzym. Sexton nanokatal och lite till är ett otympligt tal på ett svar.
03 · Storleksordningar
från en enda enzymmolekyl till den industriella reaktornALAT inom normen — 0,67 µkat/l
04 · Mätinstrument
Vad katal mäts med
Reaktionens produkt absorberar ljus vid sin egen våglängd: den hastighet med vilken den optiska tätheten växer ger aktiviteten direkt.
Nittiosex reaktioner på en gång: instrumentet registrerar kinetiken i varje brunn och beräknar aktiviteten ur produktens anhopning.
Det kliniska laboratoriets arbetshäst: hundratals prover i timmen, termostatering och utskrift direkt i katal per liter — där normen följs.
Om reaktionen frigör syra mäts aktiviteten på förbrukat titrermedel: hur mycket lut som gick åt för att hålla pH.
05 · Skrivregler
kat med gemener — och alltid med mätbetingelserna
Symbolen skrivs med tre gemener: kat, inte Kat och inte KAT. Prefixet står framför: µkat, nkat. En enzymaktivitet utan temperatur, pH och substrat är inte jämförbar med andra mätningar, därför anges de i protokollen intill talet.
På svar möter man «U/l» utan förklaring — det är enheter U per liter, inte katal. Skillnaden är en faktor 16,67 miljoner, och en förväxling i referensintervallen är farlig.
06 · Grannenheter
Katalen är en mol per sekund och vilar därmed direkt på molen och sekunden. Dess dimension sammanfaller med reaktionshastigheten i kemisk kinetik, och division med litern ger aktivitetskoncentrationen — det som trycks på ett blodprovssvar.
Omsättningstalet k(cat) är aktiviteten delad med antalet enzymmolekyler: hos kolsyreanhydras når det en miljon per sekund. Katalen räknar hela provet, omsättningstalet en enda molekyl.
07 · Historisk del
Vad enzymer mättes med före katalen
En mikromol substrat per minut. Biokemins internationella standard, levande än i dag i reagenskataloger.
En egen enhet för ligas: definierad genom fosfatutbytet i ATP. En av dussintals «egna» enheter som biokemin aldrig helt gjort sig av med.
Aktiviteten uttrycktes genom andelen substrat som brutits ned på en fast tid. Varje laboratorium hade sin egen föreskrift, och talen var ojämförbara till och med mellan granninstitut.
Internationella farmaceutiska federationen fastställde egna enheter för matsmältningsenzymer i preparat. De står kvar på läkemedelsförpackningarna än i dag.
Enheten infördes för medicinen — och medicinen tog knappt till sig den
Katalen kom in i SI på direkt begäran av Internationella förbundet för klinisk kemi: läkarna behövde ett sätt att jämföra resultat från laboratorier i olika länder. Men övergången krävde att referensintervallen för dussintals enzymer fastställdes på nytt, att analysinstrumenten programmerades om och att personalen skolades om, så de flesta laboratorier fortsatte att trycka «U/l». Tjugofem år senare förblir katalen en enhet som är obligatorisk i normer och sällsynt på svar: raden «ALAT 40 U/l» förekommer tusen gånger oftare än «ALAT 0,67 µkat/l».
Katalog · Internationella måttenhetssystemet
Ett datablad för varje storhet
Sju basenheter, tjugotvå härledda med egna namn och arkivet över system som gått ur bruk. Var och en har sitt blad: definition, omräkning, instrument, skrivregler. På 18 språk.